Future Tibetan Plateau Winter Warming Increases the Frequency of Negative PNA Events
大気のみの一般循環モデル実験を用いた本研究は、将来のチベット高原における冬季の温暖化が亜熱帯ジェットを系統的に弱め、太平洋・北米（PNA）パターンをより負の値へとシフトさせ、それによって北米における負のPNAイベントの頻度を増加させることを示している。
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アジアの中心部、高みに位置するチベット高原は、地球の天候を動かす巨大な熱機関として機能する、広大で標高の高い土地です。周囲の地形よりもはるかに高くそびえ立っているため、この高原は熱を吸収・放出する方法によって、地球規模の大気循環を根本的に形作っています。科学者たちは、この地域における変化、特に積雪量や気温の変化が、数千マイル離れた北米にまで届くような天候の影響の波紋を送り出し得ることを、古くから知っています。これらの遠隔地との最も重要なつながりの一つが、太平洋・北米パターン（PNA）です。これは高気圧と低気圧の配置による大規模な仕組みであり、アメリカやカナダの冬が穏やかになるか厳しいものになるか、あるいは湿潤になるか乾燥するかを決定づけます。世界が温暖化するにつれ、チベット高原は地球上のほぼどこよりも速いペースで加熱されており、一つの重大な問いを投げかけています。この激しい温暖化は、太平洋とその先のアメリカ大陸の冬を支配する天候パターンをどのように変えるのだろうか、という問いです。
これに答えるため、ノルウェーのベルゲン大学の研究チームは、温暖化する高原の具体的な影響を分離して特定するための制御実験を設計しました。彼らは高度な大気コンピュータモデルを使用し、2つの異なる条件下で1世紀分のシミュレーションを行いました。第1のシナリオでは、海洋温度を固定した現在の気候をシミュレートしました。第2のシナリオでは、海洋の状態は全く同じに保ったまま、チベット高原の表面を、今世紀末に予測される変化に相当する摂氏4度分、人工的に温暖化させました。海洋を一定に保つことで、科学者たちは、大気の変化が土地の加熱のみによって引き起こされたことを確実にし、自然な海洋の変動というノイズを取り除いて、直接的な因果関係を明らかにしようとしたのです。
結果は、明確かつ強力な連鎖反応を明らかにしました。高原が温暖化すると、熱せられた空気が上昇し、上層大気に発散帯を作り出しました。この上昇気流は、巨大な回転を伴う高気圧、すなわち高気圧性循環を生み出し、亜熱帯ジェット気流と呼ばれる強い風に押し当てました。この相互作用により、ジェット気流は減速し、その出口を西へと押しやり、中央北太平洋へとさらに移動させました。空気が高速で移動することから減速し、拡散するこの特定の場所において、大気は波動の形でエネルギーを放出します。これらの波は下流へと伝わり、海を越えて北米に到達し、気圧系を特定の構成へと再編します。
この新しい配置は、太平洋・北米パターンの「負の位相」として知られるパターンと密接に一致しています。この状態では、北米の天候は明確に変化します。アラスカとアメリカ東部は温暖になる傾向があり、一方でアメリカ西部は寒冷化し、カナディの西海岸は降水量が減少します。研究によれば、これらの天候パターンの全体的な変動性は変わらないものの、大気の平均的な状態が変化したことが分かりました。シミュレーションにおいて、この負のパターンを示す月数の割合は、16パーセントから26パーセントへと増加しました。これは、チベット高原が温暖化し続けるにつれて、アメリカ西部の寒冷で乾燥したパターンに似た冬が、より顕著に多くなる可能性が高いことを意味しています。
研究者たちは、この知見が、移動する海洋の複雑なフィードバックを含まない特定のタイプのシミュレーションに基づいていることを強調しており、これは現実世界での影響がさらに強くなる可能性があることを示唆しています。これまでの研究は、積雪の変化がいかにしてこれほど遠くの天候変化を駆動するかという点に重点を置いてきましたが、本研究は、温暖化そのものが雪とは無関係に、十分な駆動源であることを証明しました。この研究は、高原の熱的強制力が、将来の冬季の循環を系統的に変える支配的な要因であることを示唆しています。温暖化と将来の降雪イベントとの正確なバランスは依然として不透明ですが、証拠は、世界で最も高い高原の加熱が、これまで理解されていた以上に、北米の冬季の気候を形作る上で大きな役割を果たす未来を指し示しています。
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